Ihmisillä on pitkä historia vainonnut huippupetolaisia, kuten susia, tiikereitä ja leopardeja. Näiden saalistajien - eläimien - menetykset ravintoketjun yläosassa - ovat aiheuttaneet ekologisia, taloudellisia ja sosiaalisia vaikutuksia ympäri maailmaa. Harvoin saalistajat toipuvat täysin ihmisten sortosta, ja kun he niin tekevät, meiltä puuttuu usein tietoja tai välineitä heidän toipumisen arvioimiseksi.
Asiaan liittyvä sisältö
- Neljä uskomattomia tosiasioita merisaukkoista
- Toisin kuin delfiinejä, työkaluja käyttävät merisaukot eivät ole läheisessä yhteydessä toisiinsa
- Merisaukot voivat saada ihmisen flunssa
Alaskan Glacier Bayn merisaukot ovat poikkeus. Äskettäisessä tutkimuksessa tiimimme kroonisti merisaukkojen uskomattoman paluun alueelle, jolla he ovat olleet poissa vähintään 250 vuotta.
Lähestymistapamme - joka sulauttaa matematiikan, tilastotiedot ja ekologian - voi auttaa meitä ymmärtämään paremmin merisaukkojen roolia meriekosysteemeissä ja huippusidosten kykyä palata ekosysteemiin poissaolon jälkeen. Se voi jopa auttaa meitä oppimaan, mitä muuttuva ilmasto tarkoittaa monille muille lajeille.
Vaikka merisaukkoja ei tyypillisesti tarkastella samalla tavalla kuin susia, tiikereitä ja leopardeja, ne ovat rannikon meren ekosysteemin huipullinen saalistaja - kapea alue maanpäällisen ja valtameren elinympäristön välillä.
Kaupallisessa meriturkiskaupassa vuosisadan 18 ja 18 vuosisatojen aikana merisaukkoja metsätettiin lähes sukupuuttoon sukupuuttoon laajuudeltaan Pohjois-Tyynellämerellä. Vuoteen 1911 mennessä vain kourallinen pieniä eristyneitä populaatioita oli jäljellä.
Merisaukkojen historiallinen alue (harmaa varjostelu) ja vuoden 1911 jäännöskannat (punaiset kuvakkeet). Queen Charlotte -saarten ja San Benito -saarten väestö kuoli sukupuuttoon kuollut vuoteen 1920 mennessä. (CC BY) Mutta merisaukkien populaatiot ovat toipuneet monilla alueilla muutamien muutosten ansiosta. Vuonna 1911 tehdyssä kansainvälisessä turkishyllysopimuksessa suojeltiin merisaukkoja suurimmalta osaltaan ihmisen sadosta. Villieläinvirastot pyrkivät myös auttamaan merisaukon uudelleensopeutumista.
Lopulta merisaukkojen määrä kasvoi ja levinneisyys lisääntyi, ja he matkasivat Glacier Bayen, vuorovesijäätikön vuonoon ja kansallispuistoon Alaskan kaakkoisosassa. Glacier Bay on toiminnallisesti yksi suurimmista meren suojelualueista pohjoisella pallonpuoliskolla.
Jäätikkölahti oli täysin jäätiköijään peittämä noin vuoteen 1750 asti - suunnilleen samaan aikaan merisaukot hävisivät ympäröivältä alueelta ylisajuuden vuoksi. Sitten se kärsi historian nopeimman ja laajimman vuorovesijäätikön perääntymisen. Jäätikön vetäytymisen jälkeen syntyi rikas ympäristö. Tämä uusi ympäristö tuki suuria pitoisuuksia villieläimiä, mukaan lukien merisaukko saalislajit - kuten raput, nilviäiset ja merisiilit -, jotka pystyivät kasvamaan kooltaan ja runsaasti ilman saukkoja.
Merisaukot ilmestyivät ensimmäistä kertaa Glacier Bayn suulla vuonna 1988. Täällä he kohtasivat laajoja elinympäristöjä, runsaita saalipopulaatioita ja suojaa kaikelta ihmisen sadolta.
Glacier Bayn kansallispuisto, Kaakkois-Alaska. (Kartta, jota käytetään kansallispuiston palvelun luvalla) Lähestymistapamme
On haastavaa arvioida, kuinka populaatiot kasvavat ja leviävät dynaamisen luonteensa vuoksi. Eläimet muuttuvat vuosittain uusille alueille lisäämällä niiden löytämiseen tarvittavaa pinta-alaa ja vaivaa. Merisaukkoja etsivien lentokoneiden on peitettävä enemmän maata, yleensä samalla ajalla ja rahalla. Lisäksi yksilöt voivat siirtyä alueelta toiselle milloin tahansa useista syistä, mukaan lukien merisaukon sosiaalinen käyttäytyminen ja heidän reaktionsa ympäristöön. Koska nämä haasteet voivat häiritä tarkkoja väestöennusteita, on tärkeää ymmärtää ne ja käsitellä niitä.
Pian sen jälkeen, kun merisaukot saapuivat Glacier Bayen, Yhdysvaltain geologisen tutkimuskeskuksen tutkijat alkoivat kerätä tietoja paluun dokumentoimiseksi. Vaikka tiedot osoittivat selvästi, että merisaukot lisääntyivät, tarvitsimme uusia tilastollisia menetelmiä tämän kasvun paljastamiseksi.
Ensin kehitimme matemaattisen mallin, joka käytti osittaisia differentiaaliyhtälöitä merisaukkojen kasvun ja leviämisen kuvaamiseksi. Osittaisia differentiaaliyhtälöitä käytetään yleisesti kuvaamaan ilmiöitä, kuten fluididynamiikkaa ja kvanttimekaniikkaa. Siksi ne olivat luonnollinen valinta kuvailla kuinka massa - tässä tapauksessa merisaukkoväestö - leviää tilassa ja ajassa.
Uusi lähestymistapa antoi meille mahdollisuuden sisällyttää nykyinen käsityksemme merisaukkojen ekologiasta ja käyttäytymisestä, mukaan lukien elinympäristöominaisuudet, enimmäisnopeudet ja missä merisaukot havaittiin ensin Jäätikkölahdella.
Toiseksi sisällytimme yhtälöt hierarkkiseen tilastomalliin. Hierarkkisia malleja käytetään johtopäätösten tekemiseen monimutkaisista prosesseista johtuvista tiedoista. Ne tarjoavat joustavuuden kuvata ja erottaa epävarmuuden lähteet, kuten epävarmuus tiedonkeruussa ja ekologisissa prosesseissa.
Osittaiset differentiaaliyhtälöt eivät ole uusia ekologia-alueella, joka juontaa ainakin vuotta 1951. Kuitenkin sulauttamalla nämä yhtälöt muodollisiin tilastollisiin malleihin, voimme luotettavasti päätellä dynaamisia ekologisia prosesseja samalla kun kvantitatiivisesti määritetään havaintoihimme liittyvä epävarmuus. Se tarjoaa tietopohjaisen tavan analysoida merisaukkojen runsautta koskevia tutkimuksia viimeisen 25 vuoden ajalta.
Tämä antoi meille tiukkoja ja rehellisiä arvioita kolonisaation dynamiikasta, joka sisälsi ymmärryksemme ekologisesta järjestelmästä.
Ryhmä merisaukkoja Glacier Bayn kansallispuistossa, 2016. (Kuva: Jamie Womble) Uutta lähestymistapaa käyttämällä havaitsimme, että Glacier Bayn merisaukkopopulaatio kasvoi yli 21 prosenttia vuodessa vuosien 1993 ja 2012 välillä.
Vertailun vuoksi muiden Alaskan populaatioiden, jotka ovat myös toipumassa, merisaukkojen arvioidut kasvuvauhdit ovat rajoittuneet 17-20 prosenttiin. Lisäksi suurin biologinen lisääntymisnopeus - nopein merisaukko voi lisääntyä - on 19–23 prosenttia vuodessa. Tämä tarkoittaa, että Glacier Bayn merisaukon kasvuvauhti oli lähellä tai korkeintaan ja suurempi kuin missään historiassa rekisteröidyssä merisaukkaryhmässä.
Jäätikön vetäytymisen jälkeen merisaukot siirtyivät olemattomista melkein koko Jäätikön lahden kolonisaatioon 20 vuoden aikana. Nykyään ne ovat yksi Glacier Bayn runsaimmista merinisäkkäistä. Viimeaikaiset havainnot ovat dokumentoineet suuria, yli 500 merisaukkojen ryhmiä joissain osissa Jäätikön lahden alaosaa, mikä viittaa siihen, että saaliin resurssit ovat runsaat.
(GIPHY: n kautta) Huipputeknisten tilastollisten ja matemaattisten menetelmien yhdistäminen kuvasi ensimmäistä kertaa, kuinka poikkeuksellinen tämän populaation kasvu ja leviäminen oli.
Merisaukkoilla oli suuri menestys vuoroveden jäätikön vetäytymisen jälkeen Jäätikkölahdella. Vaikka ilmastosta johtuva merijään häviäminen voi vaikuttaa kielteisesti joihinkin laaja-alaisiin huippupetoksiin - kuten jääkarhuja tai kukkasia -, muihin lajeihin voi olla hyötyä hiljattain saatavien elinympäristöjen ja saalistamisvarojen syntymisestä.
Ihmiset ovat aiheuttaneet huippupetolaisten maailmanlaajuisen laskun, ja näitä laskuja on usein vaikea kääntää. Tuloksemme kuitenkin viittaavat siihen, että kun ihmisiin kohdistuu vähän häiriöitä, kärkipetoeläimet voivat menestyä laajalti sopivan elinympäristön uudelleensovittamisessa.
Tämä artikkeli on alun perin julkaistu keskustelussa.
Perry Williams, tutkijatohtori tilastoinnissa, kaloissa, villieläimissä ja suojelubiologiassa, Colorado State University
Mevin Hooten, apulaisyksikön johtaja, Yhdysvaltain geologian tutkimuslaitos, Colorado-kala- ja villieläimistutkimusyksikkö; Apulaisprofessori, kala, villieläimet sekä suojelubiologia ja tilastotiede, Colorado State University
